Die neue Metaplattform „Infra-Bau 4.0“: Ein Meilenstein für die Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung im Bauwesen

Mit einer durchgehenden Digitalisierung in der Baubranche könnten alle Ressourcen und Prozesse digital abgebildet und die Transparenz wesentlich erhöht werden. Dies würde zu erheblichen Vorteilen für alle Beteiligten führen, die Kosten und Risiken senken sowie die Planbarkeit verbessern – besonders bei grossen und komplexen Infrastrukturprojekten. Bislang scheiterte die vollständig „digitale Baustelle“ jedoch daran, dass die bereits verfügbaren Einzellösungen für eine Digitalisierung kaum miteinander kompatibel waren und sich nicht vernetzen liessen. Mit „Infra-Bau 4.0“ wurde nun erstmals eine Metaplattform entwickelt, die alle Akteure und Prozesse eines Bauvorhabens miteinander vernetzt und die Daten umfassend verknüpft und intelligent aufbereitet!


Die Hauptziele von Infra-Bau 4.0: Alles zu einem digitalen Zwilling fusionieren und automatisiert optimieren

Die bisherigen Planungstools für die Bauindustrie (z.B. Building Information Modeling) stossen bei der Vernetzung aller Akteure an ihre Grenzen. Daher muss bei den regelmässig anfallenden Umplanungen im Bauprozess doch noch Vieles wie gehabt separat ausserhalb dieser Digitalisierungslösungen geregelt werden. Dieses Problem löst nun die neu entwickelte soziotechnische Meta- und Integrationsplattform Infra-Bau 4.0.

  • Die Cloud-Plattform vernetzt alle Akteure des Bauprojekts. Die Bauunternehmen, Subunternehmen und einzelne Personen genauso wie IoT-fähige Baumaschinen, Anlagen und Technik.
  • Dafür integriert die Metaplattform als übergeordnete Instanz über Schnittstellen alle gängigen Baustellen-Tools und -Apps, so dass die einzelnen Akteure und Geräte ihre bisherigen Soft- und Hardwarelösungen weiterhin wie gewohnt nutzen können.
  • Die Plattformlösung bildet dann alle Ressourcen und Prozesse der Baustelle in einer übersichtlichen digitalen Projekthierarchie ab. Das erleichtert die Planung und Koordination erheblich, vor allem bei komplexen Bauvorhaben und grossen Infrastrukturprojekten.
  • Auf Grundlage aller gesammelten und verknüpften Daten kann eine speziell trainierte KI bei ungeplanten Änderungen automatisiert die zeit- und kosteneffizientesten Optionen errechnen und detailliert vorschlagen.


Das kann die Metaplattform für die Digitalisierung, Vernetzung und Automatisierung in der Bauwirtschaft konkret leisten

Die offene und intelligente Integrationsplattform kann als zwischengeschaltete Infrastruktur mittels sogenannter Konnektoren unterschiedliche (bislang inkompatible) IT-Systeme, Embedded-Systems und IoT-Geräte verschiedener Hersteller miteinander vernetzen. Das ist die technologische Grundlage, um einen durchgehenden digitalen Datenaustausch und letztlich eine Datenfusion zu ermöglichen. Dieser digitale Zwilling kann nun allen am Bauprojekt beteiligten Akteuren eine hochauflösende Transparenz zum aktuellen Projektstatus und der Fortschrittskontrolle des Gesamtprojekts und der Teilsysteme liefern.

Dynamisch konfigurierbare und leicht bedienbare Dashboards sorgen dafür, dass jeder Aufgabenbereich (z.B. Planer, Bauherr, Statiker, Spezialplaner wie Kraneinsatzplaner, Zulieferfirmen und Subunternehmer) die dafür jeweils relevanten Daten übersichtlich und individualisiert angezeigt bekommt. Die integrierten Prognose-Algorithmen errechnen dabei den zu erwartenden weiteren Ablauf im Bauzeitplan sowie die weitere Kostenentwicklung und können bei Bedarf eine vollautomatische oder semi-automatisierte Neuplanung und Umplanung der Arbeitsabläufe durchführen. Die automatisierte Dokumentation wiederum erleichtert und verbessert die Rückverfolgbarkeit und ermöglicht eine effiziente Folgenutzung der Baudaten.

Bild 1: Die neue Metaplattform vernetzt und integriert alle Akteure, IT-Systeme, Embedded-Systems, IoT-Geräte und Baumaschinen einer Baustelle oder grösseren Infrastrukturprojekts. Dadurch wird nicht nur die Planbarkeit wesentlich vereinfacht, sondern auch eine vollautomatische Umplanung bei Änderungen ermöglicht. Bild: Infra-Bau 4.0.


Link zur Projekt-Webseite von „Infra-Bau 4.0“

Weitere Informationen zu dem abgeschlossenen Forschungsprojekt und der neuen Integrationsplattform für die Digitalisierung im Bauwesen finden Sie hier auf der eigenen Webseite des Konsortialprojekts (https://www.infra-bau.com).

Bild 2: Die neuartige Integrationsplattform ermöglicht erstmals eine durchgehende Digitalisierung von Baustellen und ist damit die Grundlage für eine optimierte Planung und eine weiterführende Automatisierung „4.0“. Bild: Infra-Bau 4.0.
 


Wer hat`s erfunden? Die internationalen Projektpartner des Konsortialprojekts

Die Projektkoordination lag bei dem Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM). Die Fraunhofer-Gesellschaft ist mit über 80 Forschungseinrichtungen die grösste Organisation für angewandte Forschungs- und Entwicklungsdienstleistungen in Europa und das ITWM eines der weltweit grössten mathematischen Forschungsinstitute. Die weiteren Konsortial- und assoziierten Partner aus Forschung, Bauwirtschaft und Industrie waren:

  • Volvo (Hersteller von intelligenten, vernetzten und vollautonomen Baumaschinen)
  • CRANIMAX (Softwarelösungen für Mobil-, Raupen- und Turmdrehkrane)
  • Hochtief ViCon (Implementierung von BIM-Lösungen)
  • Wayss & Freytag Ingenieurbau AG (Royal BAM Group, Tief- und Tunnelbau)
  • Drees & Sommer (Beratungs-, Planungs- und Projektmanagementunternehmen)
  • Science & Innovation Alliance Kaiserslautern (interdisziplinärer Forschungscluster)
  • Smart Site Solutions GmbH (intelligente Logistiklösungen zum Steuern von Baustellen)
  • Wolff & Müller Tief- und Strassenbau GmbH (innovative Steuertechnik für Maschinensteuerungen und die Prozesssteuerung in Echtzeit)
  • John Deere (intelligente Präzisionslösungen für Baumaschinen)
  • Tadano Demag (Hersteller von All-Terrain-Kranen)
  • Commercial Vehicle Cluster Südwest (Public Private Partnership rund um Nutzfahrzeuge)
  • F.K. HORN GmbH (Altbau-Sanierung sowie Neubau von Wohn- & Geschäftsgebäuden)
  • DBC Consulting GmbH (Beratung und Schulungen, v.a. zur Digitalisierung und BIM im Bauwesen)
  • PRONUX GmbH (Softwareentwicklung für KMU und Konzerne)